CN113592524B - 基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法，包括：确定企业发电碳排放管理水平；根据企业发电碳排放管理水平确定各发电机组的碳排放强度；根据各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需，本发明通过公开的宏观统计数据，提供一种基于大规模机组微观参数的全国碳市场基本供需确定方法。通过建立对机组符合宏观统计数据的微观数据集和进行供求关系的数值计算，可以更精确的研判市场态势，分析市场的供求关系以研判可能的市场运行风险，指导碳市场的合理规划及运行。

Description

基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法及***

技术领域

本发明属于能源环境市场管理技术领域，尤其涉及一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法及***。

背景技术

随着碳市场在中国的发展，其风险防控的相关研究也越来越被正视。在电力行业作为碳市场主要参与者的背景下，由于在国情、能源结构、技术发展阶段的显著差异，国外碳市场和电力市场历史运行经验对我国主管部门的决策支撑十分有限，为此就首先需要对市场主体的碳排放相关参数进行细致的建模并分析市场基本供求关系，然而，目前并无很好的方法确定市场基本供求关系。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法及***，能够确定碳市场基本供需关系。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

第一方面，提供了一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法，包括：

确定市场中企业发电碳排放管理水平；

根据市场中企业发电碳排放管理水平确定市场中企业各发电机组的碳排放强度；

根据市场中企业各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需。

结合第一方面，进一步的，所述确定企业发电碳排放管理水平具体为：

实测市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率，求出市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值r即为企业发电碳排放管理水平。

结合第一方面，进一步的，所述根据企业发电碳排放管理水平确定各发电机组的碳排放强度具体为：

根据各发电机组的装机容量确定其煤耗取值分布；

根据发电机组的煤耗取值分布确定该发电机组的供电煤耗率；

根据发电机组的供电煤耗率和企业发电碳排放管理水平确定发电机组的碳排放强度。

结合第一方面，进一步的，所述根据发电机组的煤耗取值分布确定该发电机组的供电煤耗率具体为：

对于第i台发电机组，在区间(0,1)按均匀分布生成随机数ξ_i，将该机组对应的煤耗取值分布k的贝塔分布参数α_k、β_k代入贝塔累积分布函数得到F(x_i；α_k,β_k)，令：

F(x_i；α_k,β_k)＝ξ_i (1)

求出式(1)方程解x_i，根据式(2)求出发电机组的供电煤耗率，如下：

H_i＝H_k,min+x_i(H_k,max-H_k,min) (2)

其中，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，H_k,max、H_k,min分别为发电机组煤耗分布k的上、下限值。

结合第一方面，进一步的，所述根据发电机组的供电煤耗率和企业发电碳排放管理水平确定发电机组的碳排放强度具体为：

对于第i台发电机组生成在区间[0,1]服从均匀分布的随机数λ_i，采用如下式(3)计算发电机组碳排放强度：

其中，CC_i为第i台发电机组所用燃煤的平均单位热值含碳量，OF_i为第i台发电机组的碳氧化率，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，SCH为标煤热值，I_i为第i台发电机组的碳排放强度；

当λ_i＜r时，CC_i采用上限值，OF_i取值100％，否则CC_i采用实测平均值，OF_i取值98％；，r为企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值。

结合第一方面，进一步的，所述根据各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需具体为：根据式(4)计算供需参数：

其中，q⁺为市场二氧化碳配额总余额量，q^-为市场二氧化碳配额总缺额量，Q为市场的总不平衡量，γ为市场的供需比，BA为当前供电碳排放配额分配基准线，M、N分别为碳排放强度不大于BA和大于BA的机组个数，C表示机组装机容量，U表示发电机组利用小时数，i、j分别表示碳排放强度不大于BA和大于BA的机组序数。

第二方面，提供了一种基于微观机组参数的全国碳市场基本供需确定***，包括：

管理水平确定模块，用于确定企业发电碳排放管理水平；

碳排放强度确定模块，用于根据企业发电碳排放管理水平确定各发电机组的碳排放强度；

碳市场的基本供需确定模块，用于根据各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需。

结合第二方面，进一步的，所述管理水平确定模块包括：

实测模块，用于实测市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率；

计算模块，用于求出市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值即为市场中企业发电碳排放管理水平。

结合第二方面，进一步的，所述碳排放强度确定模块包括：

煤耗取值分布确定模块，根据各发电机组的装机容量确定其煤耗取值分布；

供电煤耗率确定模块，用于根据发电机组的煤耗取值分布确定该发电机组的供电煤耗率；

碳排放强度最终确定模块，根据发电机组的供电煤耗率和企业发电碳排放管理水平确定发电机组的碳排放强度。

结合第二方面，所述供电煤耗率确定模块中的供电煤耗率的计算方法为：

对于第i台发电机组，在区间(0,1)按均匀分布生成随机数ξ_i，将该机组对应的煤耗取值分布k的贝塔分布参数α_k、β_k代入贝塔累积分布函数得到F(x_i；α_k,β_k)，令：

F(x_i；α_k,β_k)＝ξ_i (1)

求出式(1)方程解x_i，根据式(2)求出发电机组的供电煤耗率，如下：

H_i＝H_k,min+x_i(H_k,max-H_k,min) (2)

其中，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，H_k,max、H_k,min分别为发电机组煤耗分布k的上、下限值。

本发明有益效果：本发明通过确定市场中企业发电碳排放的管理水平，继而根据碳排放的管理水平确定微观数据中的各发电机组的碳排放强度，最后再结合机组的利用小时数精确确定了碳市场的供求关系，据此可以制定合理的减排目标，减少市场市场的二氧化碳排放。

其中的碳排放管理水平可以通过宏观数据中的燃煤机组所用燃煤的平均单位热值含碳量和碳氧化率确定，数据很容易获得。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

为了进一步描述本发明的技术特点和效果，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

本发明所提供的一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法如图1所示，包括如下步骤：

步骤一，设定燃煤机组所用燃煤的平均单位热值含碳量和碳氧化率两参数有实测值的比例r(r代表了企业发电碳排放管理水平)为0.4，收集各容量等级燃煤机组平均利用小时数，如表1所示。

表1各个容量等级机组利用小时数

步骤二、根据企业发电碳排放管理水平确定各发电机组的碳排放强度；

首先，从供电煤耗取值分布参数表中抽取一台1000MW超超临界机组，各供电煤耗取值分布参数表如表2所示，根据表2可知该机组容量为1000MW，确定该燃煤机组所属供电煤耗取值分布类型为表2中的分布1，其对应的取值贝塔分布参数α_k为1.25，β_k为1.00。

表2各分布贝塔参数和煤耗分布边界

对该第i台发电机组在区间(0,1)按均匀分布生成随机数ξ_i＝0.8147

将该机组对应的煤耗取值分布k的贝塔分布参数α_k、β_k代入贝塔累积分布函数得到F(x_i；α_k,β_k)，令：

F(x_i；α_k,β_k)＝ξ_i (1)

解算得x_i＝0.85，随后根据式(2)计算该机组的供电煤耗随机抽样结果，式(2)如下所示：

H_i＝H_k,min+x_i(H_k,max-H_k,min) (2)

即该机组的供电煤耗率为：H_i＝264+0.85×(300-264)＝294.6g/kWh。

生成在区间[0,1]服从均匀分布的随机数λ_i＝0.1270。判定λ_i<0.4，即该对该燃煤机组的平均单位热值含碳量CC_i，采用上限值33.56tC/TJ(为可查的已知量)，碳氧化率OF_i取值100％。计算其碳排放强度I_i为1.062tCO₂/MWh，该机组的利用小时数为5089(利用小时数为可查的已知量)，同理可以得到该企业所有发电机组的碳排放强度。

步骤三、根据各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需。

根据当前供电碳排放配额分配基准线BA，根据式(4)计算得到得到供需参数，如下所示：

其中，q⁺为市场二氧化碳配额总余额量，q^-为市场二氧化碳配额总缺额量，Q为市场的总不平衡量，γ为市场的供需比，BA为当前供电碳排放配额分配基准线，M、N分别为碳排放强度不大于BA和大于BA的机组个数，C表示机组装机容量，U表示发电机组利用小时数，i、j分别表示碳排放强度不大于BA和大于BA的机组序数。Q、γ即为最终所求的供需参数，反映了市场的供需关系。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例，可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定方法，其特征在于，包括：

确定市场中企业发电碳排放管理水平，具体为：

实测市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率，求出市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值即为市场中企业发电碳排放管理水平；

根据市场中企业发电碳排放管理水平确定市场中企业各发电机组的碳排放强度，具体为：

根据各发电机组的装机容量确定其煤耗取值分布；

根据发电机组的煤耗取值分布确定该发电机组的供电煤耗率，具体为：对于第i台发电机组，在区间(0,1)按均匀分布生成随机数ξ_i，将该机组对应的煤耗取值分布k的贝塔分布参数α_k、β_k代入贝塔累积分布函数得到F(xi；αk,βk)，令：

F(x_i；α_k,β_k)＝ξ_i(1)

求出式(1)方程解x_i，根据式(2)求出发电机组的供电煤耗率，如下：

H_i＝H_k,min+x_i(H_k,max-H_k,min)(2)

其中，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，H_k,max、H_k,min分别为发电机组煤耗分布k的上、下限值；

根据发电机组的供电煤耗率和企业发电碳排放管理水平确定发电机组的碳排放强度，具体为：对于第i台发电机组生成在区间[0,1]服从均匀分布的随机数λ_i，采用如下式(3)计算发电机组碳排放强度：

其中，CC_i为第i台发电机组所用燃煤的平均单位热值含碳量，OF_i为第i台发电机组的碳氧化率，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，SCH为标煤热值，I_i为第i台发电机组的碳排放强度；

当λ_i＜r时，CC_i采用上限值，OF_i取值100％，否则CC_i采用实测平均值，OF_i取值98％；，r为企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值；

根据各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需，具体为：根据式(4)计算供需参数：

其中，q⁺为市场二氧化碳配额总余额量，q^-为市场二氧化碳配额总缺额量，Q为市场的总不平衡量，γ为市场的供需比，BA为当前供电碳排放配额分配基准线，M、N分别为碳排放强度不大于BA和大于BA的机组个数，C表示机组装机容量，U表示发电机组利用小时数，i、j分别表示碳排放强度不大于BA和大于BA的机组序数。

2.一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定***，其特征在于，包括：

管理水平确定模块，用于确定企业发电碳排放管理水平，具体为：

实测市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率，求出市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值即为市场中企业发电碳排放管理水平；

碳排放强度确定模块，用于根据企业发电碳排放管理水平确定各发电机组的碳排放强度，具体为：

根据各发电机组的装机容量确定其煤耗取值分布；

根据发电机组的煤耗取值分布确定该发电机组的供电煤耗率，具体为：对于第i台发电机组，在区间(0,1)按均匀分布生成随机数ξ_i，将该机组对应的煤耗取值分布k的贝塔分布参数α_k、β_k代入贝塔累积分布函数得到F(xi；αk,βk)，令：

F(x_i；α_k,β_k)＝ξ_i(1)

求出式(1)方程解x_i，根据式(2)求出发电机组的供电煤耗率，如下：

H_i＝H_k,min+x_i(H_k,max-H_k,min)(2)

其中，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，H_k,max、H_k,min分别为发电机组煤耗分布k的上、下限值；

根据发电机组的供电煤耗率和企业发电碳排放管理水平确定发电机组的碳排放强度，具体为：对于第i台发电机组生成在区间[0,1]服从均匀分布的随机数λ_i，采用如下式(3)计算发电机组碳排放强度：

其中，CC_i为第i台发电机组所用燃煤的平均单位热值含碳量，OF_i为第i台发电机组的碳氧化率，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，SCH为标煤热值，I_i为第i台发电机组的碳排放强度；

当λ_i＜r时，CC_i采用上限值，OF_i取值100％，否则CC_i采用实测平均值，OF_i取值98％；，r为企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值；；

碳市场的基本供需确定模块，用于根据各发电机组的碳排放强度和利用小时数确定碳市场的基本供需，具体为：根据式(4)计算供需参数：

其中，q⁺为市场二氧化碳配额总余额量，q^-为市场二氧化碳配额总缺额量，Q为市场的总不平衡量，γ为市场的供需比，BA为当前供电碳排放配额分配基准线，M、N分别为碳排放强度不大于BA和大于BA的机组个数，C表示机组装机容量，U表示发电机组利用小时数，i、j分别表示碳排放强度不大于BA和大于BA的机组序数。

3.根据权利要求2所述的一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定***，其特征在于，所述管理水平确定模块包括：

实测模块，用于实测市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率；

计算模块，用于求出市场中企业发电所用燃料的平均单位热值含碳量和碳氧转化率的比值即为市场中企业发电碳排放管理水平。

4.根据权利要求2所述的一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定***，其特征在于，所述碳排放强度确定模块包括：

煤耗取值分布确定模块，根据各发电机组的装机容量确定其煤耗取值分布；

供电煤耗率确定模块，用于根据发电机组的煤耗取值分布确定该发电机组的供电煤耗率；

碳排放强度最终确定模块，根据发电机组的供电煤耗率和企业发电碳排放管理水平确定发电机组的碳排放强度。

5.根据权利要求4所述的一种基于微观机组参数的碳市场基本供需确定***，其特征在于，所述供电煤耗率确定模块中的供电煤耗率的计算方法为：

对于第i台发电机组，在区间(0,1)按均匀分布生成随机数ξ_i，将该机组对应的煤耗取值分布k的贝塔分布参数α_k、β_k代入贝塔累积分布函数得到F(x_i；α_k,β_k)，令：

F(x_i；α_k,β_k)＝ξ_i(1)

求出式(1)方程解x_i，根据式(2)求出发电机组的供电煤耗率，如下：

H_i＝H_k,min+x_i(H_k,max-H_k,min)(2)

其中，H_i为第i台发电机组的供电煤耗率，H_k,max、H_k,min分别为发电机组煤耗分布k的上、下限值。